(57)【要約】  本開示のいくつかの例による半導体デバイスは、パッケージ基板と、半導体ダイの能動面上に第１の組のコンタクトを有するパッケージ基板の一方の側に結合され、半導体ダイの裏面上に第２の組のコンタクトを有する複数のはんだプリントに結合された半導体ダイとを含み得る。半導体ダイは、第１の組のコンタクトを第２の組のコンタクトに接続し、より短い熱放散経路のために、ダイの能動面から複数のはんだプリントに熱を伝達できるように構成された複数のビアを含み得る。
2019527940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面を有するパッケージ基板と、
前記パッケージ基板の周囲に沿って前記パッケージ基板の前記第１の面に結合された複数の第１のはんだボールであって、前記パッケージ基板の反対側のプリント回路板に前記パッケージ基板を電気的に結合するように構成された複数の第１のはんだボールと、
前記複数の第１のはんだボールの間で前記パッケージ基板の前記第１の面に結合された複数の第２のはんだボールと、
前記パッケージ基板の前記第１の面の反対側の前記複数の第２のはんだボールに結合された第１の組のコンタクトと、
能動面と、前記能動面の反対側の裏面と、前記能動面を前記裏面に結合するように構成された複数のビアと、前記複数の第２のはんだボールの反対側の前記第１の組のコンタクトに結合された前記能動面とを有する半導体ダイと、
前記裏面に結合された第２の組のコンタクトであって、前記第２の組のコンタクトのうちの少なくとも一つが前記複数のビアのうちの二つ以上に接続している、第２の組のコンタクトと、
前記第２の組のコンタクトと前記プリント回路板とに結合された複数のはんだプリントとを備えるデバイス。
【請求項２】
前記複数のはんだプリントの接触点が前記複数の第１のはんだボールの接触点と同一平面上にある、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記複数のビアが前記半導体ダイの前記能動面から前記複数のはんだプリントに熱を伝達するように構成されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記複数の第２のはんだボールおよび前記第１の組のコンタクトを封止するアンダーフィルをさらに備える請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記パッケージ基板が、ウエハレベルパッケージと、ファンアウトウエハレベルパッケージと、フリップチップボールグリッドアレイとのうちの一つである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記複数のはんだプリントがランドグリッドアレイパッドである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、モバイル電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定位置端末、タブレットコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、および自動車車両内の自動車デバイスからなる群から選択された装置内に組み込まれている請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
第１の面を有するパッケージ基板と、
前記パッケージ基板の周囲に沿って前記パッケージ基板の前記第１の面に結合された第１の接続手段であって、前記パッケージ基板の反対側のプリント回路板に前記パッケージ基板を電気的に結合するように構成されている第１の接続手段と、
前記第１の接続手段の間で前記パッケージ基板の前記第１の面に結合された第２の接続手段と、
前記パッケージ基板の前記第１の面の反対側の前記第２の接続手段上の第１の組のコンタクトと、
能動面と、前記能動面の反対側の裏面と、前記能動面を前記裏面に結合するように構成された複数のビアと、前記第２の接続手段の反対側の前記第１の組のコンタクトに結合された前記能動面とを有する半導体ダイと、
前記裏面に結合された第２の組のコンタクトであって、前記第２の組のコンタクトのうちの少なくとも一つが、前記複数のビアのうちの二つ以上に接続している、第２の組のコンタクトと、
前記第２の組のコンタクトと前記プリント回路板とに結合された第３の接続手段とを備えるデバイス。
【請求項９】
前記第３の接続手段の接触点が前記第１の接続手段の接触点と同一平面上にある、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記複数のビアが前記半導体ダイの前記能動面から前記第３の接続手段に熱を伝達するように構成されている、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記第２の接続手段および前記第１の組のコンタクトを封止するアンダーフィルをさらに備える請求項８に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記パッケージ基板が、ウエハレベルパッケージと、ファンアウトウエハレベルパッケージと、フリップチップボールグリッドアレイとのうちの一つである、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記第３の接続手段がランドグリッドアレイパッドである、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１４】
音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、モバイル電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定位置端末、タブレットコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、および自動車車両内の自動車デバイスからなる群から選択された装置内に組み込まれている請求項８に記載のデバイス。
【請求項１５】
第１の面を有するパッケージ基板と、
前記パッケージ基板の周囲に沿って前記パッケージ基板の前記第１の面に結合された第１の接続手段であって、前記パッケージ基板の反対側のプリント回路板に前記パッケージ基板を電気的に結合するように構成されている第１の接続手段と、
前記第１の接続手段の間で前記パッケージ基板の前記第１の面に結合された第２の接続手段と、
前記パッケージ基板の前記第１の面の反対側の前記第２の接続手段上の第１の組のコンタクトと、
能動面と、前記能動面の反対側の裏面と、前記第２の接続手段の反対側の前記第１の組のコンタクトに結合された前記能動面とを有する半導体ダイと、
前記第１の組のコンタクトと第２の組のコンタクトとの間に接続された熱伝達手段であって、前記能動面から前記裏面に熱を伝達するように構成された熱伝達手段と、
前記裏面に結合された前記第２の組のコンタクトであって、該第２の組のコンタクトのうちの少なくとも一つが二つ以上の熱伝達手段に接続している、第２の組のコンタクトと、
前記第２の組のコンタクトと前記プリント回路板とに結合された第３の接続手段とを備えるデバイス。
【請求項１６】
前記第３の接続手段の接触点が前記第１の接続手段の接触点と同一平面上にある、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記熱伝達手段が前記半導体ダイの前記能動面から前記第３の接続手段に熱を伝達するように構成されている、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記第２の接続手段および前記第１の組のコンタクトを封止するアンダーフィルをさらに備える請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記パッケージ基板が、ウエハレベルパッケージと、ファンアウトウエハレベルパッケージと、フリップチップボールグリッドアレイとのうちの一つである、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記第３の接続手段がランドグリッドアレイパッドである、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記熱伝達手段が複数の導電性および熱伝導性ビアである、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記熱伝達手段が、前記能動面と前記裏面との間の前記半導体ダイ内に延在している、請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記複数の導電性および熱伝導性ビアのうちの一つが、前記第１の組のコンタクトの各々と前記第２の組のコンタクトの各々との間に延在している、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２４】
音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、モバイル電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定位置端末、タブレットコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、および自動車車両内の自動車デバイスからなる群から選択された装置内に組み込まれている請求項１５に記載のデバイス。
【請求項２５】
デバイスを製造するための方法であって、
パッケージ基板を形成することと、
前記パッケージ基板の周囲に沿って前記パッケージ基板の第１の面上に、前記パッケージ基板の反対側のプリント回路板に前記パッケージ基板を電気的に結合するように構成された複数の第１のはんだボールを形成することと、
前記複数の第１のはんだボールの間の前記パッケージ基板の前記第１の面上に複数の第２のはんだボールを形成することと、
半導体ダイを前記複数の第２のはんだボールに取り付けることと、
前記複数の第２のはんだボールの反対側の前記半導体ダイ上に、前記プリント回路板に接続するように構成された複数のはんだプリントを形成することとを含む方法。
【請求項２６】
前記複数の第２のはんだボール上に第１の組のコンタクトを形成し、前記半導体ダイを前記第１の組のコンタクトに取り付けることをさらに含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記半導体ダイ上に第２の組のコンタクトを形成し、前記複数のはんだプリントを前記第２の組のコンタクトに取り付けることをさらに含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記半導体ダイ内に複数のビアを形成し、前記複数のビアにより前記第１の組のコンタクトを前記第２の組のコンタクトに結合し、前記第２の組のコンタクトのうちの少なくとも一つを前記複数のビアのうちの二つ以上に接続することをさらに含む請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
アンダーフィルにより前記複数の第２のはんだボールおよび前記第２の組のコンタクトを封止することをさらに含む請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記パッケージ基板が、ウエハレベルパッケージと、ファンアウトウエハレベルパッケージと、フリップチップボールグリッドアレイとのうちの一つである、請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に半導体アセンブリに関し、より詳細には、限定はしないが、熱特性および電気特性が改善された半導体アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体アセンブリは、多くの目的のために構成され、使用され得る。そのような目的の一つは、電力増幅器半導体アセンブリである。無線周波（ＲＦ，ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電力増幅器は、低電力の高周波信号をより高い電力信号に変換する電子増幅器の一種である。典型的には、ＲＦ電力増幅器は、モバイル電話などの送信機のアンテナを駆動する。設計目標はしばしば、利得、電力出力、帯域幅、電力効率、直線性（定格出力における低信号圧縮）、入力および出力インピーダンス整合、ならびに熱放散を含む。電力増幅器半導体パッケージは、一般に、動作中に、放散させる必要のある数ワットの熱を発生する。増加した熱は、電力増幅器の効率に影響を与え、電力増幅器をより損失の多いものにする。さらに、ＲＦ電力増幅器半導体パッケージは、寄生損失を防止するために、チップから接地面までの距離が短い必要がある。したがって、電力増幅器効率を最大にするための最小の熱抵抗、電力増幅器電力供給のための最小の配線ＲＦ信号寄生、単純化された接地経路、および熱経路の単純化を含む高性能電力増幅器（ＰＡ，ｐｏｗｅｒ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）半導体パッケージアセンブリが必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本明細書によって提供される方法、システム、および装置を含む従来の手法の欠点を克服するシステム、装置、および方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以下は、本明細書で開示する装置および方法に関連する一つまたは複数の態様および／または例に関する簡略化された概要を提示する。したがって、以下の概要は、すべての企図される態様および／または例に関する広範囲にわたる概説と見なされるべきではなく、また、以下の概要は、すべての企図される態様および／もしくは例に関する主要もしくは重要な要素を特定したり、任意の特定の態様および／もしくは例に関連付けられた範囲を定めたりするものとみなされるべきものではない。したがって、以下の概要は、以下に提示される詳細な説明に先立って、本明細書で開示する装置および方法に関する一つまたは複数の態様および／または例に関する特定の概念を簡略化された形で提示することが唯一の目的である。
【０００５】
一態様では、デバイスは、第１の面を有するパッケージ基板と、パッケージ基板の周囲に沿ってパッケージ基板の第１の面に結合された複数の第１のはんだボールであり、パッケージ基板の反対側のプリント回路板にパッケージ基板を電気的に結合するように構成された複数の第１のはんだボールと、複数の第１のはんだボールの間で第１の面に結合された複数の第２のはんだボールと、第１の面の反対側の複数の第２のはんだボールに結合された第１の組のコンタクトと、能動面（ａｃｔｉｖｅ  ｓｉｄｅ）と、能動面の反対側の裏面と、能動面を裏面に結合するように構成された複数のビアと、複数の第２のはんだボールの反対側の第１の組のコンタクトに結合された能動面とを有する半導体ダイと、裏面に結合された第２の組のコンタクトであり、第２の組のコンタクトのうちの少なくとも一つが、複数のビアのうちの二つ以上に接続する、第２の組のコンタクトと、第２の組のコンタクトとプリント回路板とに結合された複数のはんだプリントとを備える。
【０００６】
別の態様では、デバイスは、第１の面を有するパッケージ基板と、パッケージ基板の周囲に沿って第１の面に結合された、第１の接続手段であり、パッケージ基板の反対側のプリント回路板にパッケージ基板を電気的に結合するように構成される、第１の接続手段と、第１の接続手段の間で第１の面に結合された、第２の接続手段と、第１の面の反対側の第２の接続手段上の第１の組のコンタクトと、能動面と、能動面の反対側の裏面と、能動面を裏面に結合するように構成された複数のビアと、第２の接続手段の反対側の第１の組のコンタクトに結合された能動面とを有する半導体ダイと、裏面に結合された第２の組のコンタクトであり、第２の組のコンタクトのうちの少なくとも一つが、複数のビアのうちの二つ以上に接続する、第２の組のコンタクトと、第２の組のコンタクトとプリント回路板とに結合された、第３の接続手段とを備える。
【０００７】
さらに別の態様では、デバイスは、第１の面を有するパッケージ基板と、パッケージ基板の周囲に沿って第１の面に結合された、第１の接続手段であり、パッケージ基板の反対側のプリント回路板にパッケージ基板を電気的に結合するように構成される、第１の接続手段と、第１の接続手段の間で第１の面に結合された、第２の接続手段と、第１の面の反対側の第２の接続手段上の第１の組のコンタクトと、能動面と、能動面の反対側の裏面と、第２の接続手段の反対側の第１の組のコンタクトに結合された能動面とを有する半導体ダイと、第１の組のコンタクトと第２の組のコンタクトとの間に接続された熱伝達手段であり、能動面から裏面に熱を伝達するように構成された熱伝達手段と、裏面に結合された第２の組のコンタクトであり、第２の組のコンタクトのうちの少なくとも一つが、二つ以上の熱伝達手段に接続する、第２の組のコンタクトと、第２の組のコンタクトとプリント回路板とに結合された、第３の接続手段とを備える。
【０００８】
さらに別の態様では、デバイスを製造するための方法は、パッケージ基板を形成するステップと、パッケージ基板の周囲に沿ってパッケージ基板の第１の面上に複数の第１のはんだボールを形成するステップであり、複数の第１のはんだボールが、パッケージ基板の反対側のプリント回路板にパッケージ基板を電気的に結合するように構成される、ステップと、複数の第１のはんだボールの間のパッケージ基板の第１の面上に複数の第２のはんだボールを形成するステップと、半導体ダイを複数の第２のはんだボールに取り付けるステップと、プリント回路板に接続するように構成された、複数の第２のはんだボールの反対側の半導体ダイ上に複数のはんだプリントを形成するステップとを含む。
【０００９】
本明細書で開示する装置および方法に関連する他の特徴および利点は、添付の図面および詳細な説明に基づいて、当業者には明らかになるであろう。
【００１０】
本開示を限定するためではなく単に例示するために提示される添付図面とともに検討すると、以下の詳細な説明を参照することによって、本開示の態様およびその付随する利点の多くがより良く理解されるようになるので、それらに関するより完全な理解が容易に得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示のいくつかの例による例示的な半導体デバイスを示す図である。
【図２】本開示のいくつかの例によるアンダーフィルを有する例示的な半導体デバイスの側面図である。
【図３Ａ】本開示のいくつかの例によるアンダーフィルを有する半導体デバイスを製造するための例示的な方法を示す図である。
【図３Ｂ】本開示のいくつかの例によるアンダーフィルを有する半導体デバイスを製造するための例示的な方法を示す図である。
【図３Ｃ】本開示のいくつかの例によるアンダーフィルを有する半導体デバイスを製造するための例示的な方法を示す図である。
【図３Ｄ】本開示のいくつかの例によるアンダーフィルを有する半導体デバイスを製造するための例示的な方法を示す図である。
【図４】本開示のいくつかの例による半導体デバイスを製造するための例示的な方法を示す図である。
【図５】本開示のいくつかの例による上記の半導体デバイスと一体化され得る様々な電子デバイスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
慣例に従って、図面に示される特徴は、縮尺通りに描かれていないことがある。したがって、図示された特徴の寸法は、明快にするために、任意に拡大または縮小されていることがある。慣例に従って、図面のうちのいくつかは、明快にするために簡略化されている。したがって、図面は、特定の装置または方法のすべての構成要素を示すとは限らない。さらに、同様の参照番号は、本明細書および図を通して同様の特徴を示す。
【００１３】
本明細書で開示する例示的な方法、装置およびシステムは、産業界のニーズ、ならびにこれまでに同定されていない他のニーズに対処し、従来の方法、装置、およびシステムの欠点を軽減する。たとえば、本開示のいくつかの例による半導体デバイスは、パッケージ基板と、半導体ダイの能動面上に第１の組のコンタクトを有するパッケージ基板の一方の側に結合され、半導体ダイの裏面上に第２の組のコンタクトを有する複数のはんだプリントに結合された半導体ダイとを含み得る。半導体ダイは、第１の組のコンタクトを第２の組のコンタクトに接続し、より短い熱放散経路のために、ダイの能動面から複数のはんだプリントに熱を伝達できるように構成された複数のビアを含み得る。
【００１４】
図１は、本開示のいくつかの例による、例示的な半導体デバイスを示す。図１に示すように、デバイス１００（たとえば、半導体デバイス）は、第１の面１１２を有するパッケージ基板１１０と、パッケージ基板１１０の周囲に沿ってパッケージ基板１１０の第１の面１１２に結合された複数の第１のはんだボール１２０と、複数の第１のはんだボール１２０の間で第１の面１１２に結合された複数の第２のはんだボール１３０と、第１の面１１２の反対側の複数の第２のはんだボール１３０上の第１の組のコンタクト１４０と、第１の組のコンタクト１４０に結合された能動面１５２と、能動面１５２の反対側の裏面１５４とを有する半導体ダイ１５０と、能動面１５２を裏面１５４に結合する複数のビア１６０と、裏面１５４に結合された第２の組のコンタクト１７０と、第２の組のコンタクト１７０に結合された複数のはんだプリント１８０とを備え得る。本明細書で使用する、半導体ダイの能動面（たとえば、能動面１５２）は、トランジスタなどの能動構成要素を有するダイの部分を含んでもよく、半導体ダイの裏面（たとえば、裏面１５４）は、能動面の反対側にあり得る。図１に示されるように、第２の組のコンタクト１７０のうちの少なくとも一つは、複数のビア１６０のうちの二つに接続し得るが、第２の組のコンタクト１７０のうちの二つ以上が複数のビア１６０のうちの二つ以上に接続され得ることを理解されたい。そうすることによって、デバイス１００の熱放散または熱伝達特性が向上し得る。複数のはんだプリント１８０は、接地経路または電気信号経路などの半導体ダイ１５０の外部接続点を提供するように構成されてもよい。複数のはんだプリント１８０の接触点は、複数の第１のはんだボール１２０の接触点と同一平面上にあってもよく、したがって、半導体デバイス１００は、たとえば、プリント回路板に水平に取り付けられてもよい。
【００１５】
パッケージ基板１１０は、たとえば、ウエハレベルパッケージ、ファンアウトウエハレベルパッケージ、またはフリップチップボールグリッドアレイ構成であってもよい。複数の第１のはんだボール１２０は、リフロープロセス中にボールの高さがより正確に制御されるように、ボールグリッドアレイ、またはんだによって囲まれた銅コアを有するボールであってもよい。図１は、パッケージ基板１１０の周囲を中心とする２列のはんだボール１２０を示しているが、これは、より多くても、またはより少なくてもよいことを理解されたい。図１は、４列のはんだボール１３０を示しているが、これは、より多くても、またはより少なくてもよいことを理解されたい。半導体ダイ１５０は、半導体メモリダイ、半導体ロジックダイ、集積回路、集積回路デバイス、または同様のデバイスとすることができる。半導体デバイス１００は、複数の第２のはんだボール１３０および第１の組のコンタクト１４０を封止する随意のアンダーフィル（図２のアンダーフィル２３２を参照）を含み得る。複数のはんだプリント１８０は、ランドグリッドアレイパッドまたは同様の構造であってもよい。
【００１６】
複数のビア１６０は、第１の組のコンタクト１４０および第２の組のコンタクト１７０に結合するためのランディングパッドを両端に含み得る。複数のビア１６０は、半導体デバイス１００の熱放散を改善するために、能動面１５２で発生した熱ができるだけ短い距離で裏面１５４に伝達され得るように、導電性および熱伝導性材料で充填されてもよい。したがって、半導体ダイ１５０によって発生した熱は、従来の構成で行われるように、パッケージ基板１１０を通って移動しなければならない代わりに、複数の第１のはんだボール１２０および複数のはんだプリント１８０に結合されたプリント回路板（図示せず）に迅速に伝達され得る。さらに、複数のビア１６０の導電率は、プリント回路板内の接地への半導体ダイのための短い接地経路、ならびに外部接続への短い信号経路を提供し得る。
【００１７】
図２は、本開示のいくつかの例による、アンダーフィルを有する例示的な半導体デバイスの側面図を示す。図２に示されるように、半導体デバイス２００は、第１の面２１２を有するパッケージ基板２１０（たとえば、パッケージ基板１１０）と、パッケージ基板２１０の周囲に沿って第１の面２１２に結合された、第１の接続手段２２０（たとえば、複数の第１のはんだボール１２０）と、第１の接続手段２２０の間で第１の面２１２に結合された、第２の接続手段２３０（たとえば、複数の第２のはんだボール１３０）と、第１の面２１２の反対側の第２の接続手段２３０上の第１の組のコンタクト２４０と、第１の接続手段２２０および第１の組のコンタクト２３２を封止するアンダーフィル２３２と、第１の組のコンタクト２４０に結合された能動面２５２と、能動面２５２の反対側の裏面２５４とを有する半導体ダイ２５０と、能動面２５２を裏面２５４に結合する、熱伝達手段２６０（たとえば、複数のビア１６０）と、裏面２５４に結合された第２の組のコンタクト２７０と、第２組のコンタクト２７０に結合された、第３の接続手段２８０（たとえば、複数のはんだプリント１８０）とを含み得る。第３の接続手段２８０は、接地経路または電気信号経路などの半導体ダイ２５０の外部接続点を提供するように構成されてもよい。第３の接続手段２８０の接触点は、第１の接続手段２２０の接触点と同一平面上にあってもよく、したがって、半導体デバイス２００は、たとえば、プリント回路板に水平に取り付けられてもよい。熱伝達手段２６０は、半導体ダイ２５０によって発生した熱を外部ヒートスプレッダに放散するための熱経路を提供し、また、半導体ダイ２５０の能動面２５２から外部接続への信号のための信号経路をも提供し得る。
【００１８】
図３Ａ〜図３Ｄは、本開示のいくつかの例による、アンダーフィルを有する半導体デバイス３００を製造するための例示的な方法を示す。図３Ａに示されるように、パッケージ基板３１０（たとえば、パッケージ基板１１０）は、従来のプロセスによって形成され得る。図３Ｂに示されるように、複数の第１のはんだボール３２０（たとえば、複数の第１のはんだボール１２０）がパッケージ基板３１０に結合され、複数の第２のはんだボール３３０（たとえば、複数の第２のはんだボール１３０）が、複数の第１のはんだボール３２０の間でパッケージ基板３１０に結合され、第１の組のコンタクト３４０（たとえば、第１の組のコンタクト１４０）が複数の第２のはんだボール３３０上に形成され、複数のビア３６０（たとえば、複数のビア１６０）を有する半導体ダイ３５０（たとえば、半導体ダイ１５０）が第１の組のコンタクト３４０に結合され、第２の組のコンタクト３７０（たとえば、第２の組のコンタクト１７０）が、第１の組のコンタクト３４０の反対側の半導体ダイ３５０上に形成され得る。次いで、少なくとも複数の第２のはんだボール３３０をリフローするために、リフロープロセスが適用されてもよい。図３Ｃに示されるように、複数のはんだプリント３８０の接触点が複数の第１のはんだボール３２０の接触点と同一平面上にあるように、複数のはんだプリント３８０（たとえば、複数のはんだプリント１８０）が、ペーストプリントまたは同様のプロセスによって、半導体ダイ３５０の反対側の第２の組のコンタクト３７０上に形成され得る。図３Ｄに示されるように、複数の第２のはんだボール３３０および第１の組のコンタクト３４０を封止して、半導体デバイス３００（たとえば、半導体デバイス１００）を形成するために、随意のアンダーフィル３３２（たとえば、アンダーフィル２３２）が塗布されてもよい。複数のビア３６０は、半導体ダイ３５０が取り付けられる前または後に、レーザードリル加工など適切なプロセスによって形成されてもよく、第１の組のコンタクト３４０および第２の組のコンタクト３７０は、半導体ダイが取り付けられる前に、半導体ダイ３５０に取り付けられてもよい。
【００１９】
図４は、本開示のいくつかの例による、半導体デバイスを製造するための例示的な方法を示す。この方法は、ブロック４１０において、パッケージ基板（たとえば、パッケージ基板１１０）を形成することから始まる。次に、ブロック４２０において、方法は、続いて、パッケージ基板の周囲に沿ってパッケージ基板の第１の面上に複数の第１のはんだボール（たとえば、複数の第１のはんだボール１１０）を形成する。次に、ブロック４３０において、方法は、続いて、複数の第１のはんだボールの間のパッケージ基板の第１の面上に複数の第２のはんだボール（たとえば、複数の第２のはんだボール１３０）を形成する。次に、ブロック４４０において、方法は、続いて、半導体ダイ（たとえば、半導体ダイ１５０）を複数の第２のはんだボールに取り付ける。次に、ブロック４５０において、方法は、複数の第２のはんだボールの反対側の半導体ダイ上に複数のはんだプリントを形成することで終了する。図４の方法はまた、（ａ）複数の第２のはんだボール上に第１の組のコンタクトを形成し、半導体ダイを第１の組のコンタクトに取り付けるアクションと、（ｂ）半導体ダイ上に第２の組のコンタクトを形成し、複数のはんだプリントを第２の組のコンタクトに取り付けるアクションと、（ｃ）半導体ダイ内に複数のビアを形成し、複数のビアにより第１の組のコンタクトを第２の組のコンタクトに結合するアクションと、（ｄ）アンダーフィルにより、複数の第２のはんだボールおよび第２の組のコンタクトを封止するアクションとをも含んでいてもよく、（ｅ）パッケージ基板は、ウエハレベルパッケージ、ファンアウトウエハレベルパッケージ、またはフリップチップボールグリッドアレイのうちの一つである。
【００２０】
図５は、本開示のいくつかの例による、集積デバイス、半導体デバイス、集積回路、またはダイなど、上記の半導体デバイス１００、２００、または３００のいずれかと一体化され得る様々な電子デバイスを示す。たとえば、モバイル電話デバイス５０２、ラップトップコンピュータデバイス５０５、および固定位置端末デバイス５０６が、本明細書で説明する集積デバイス５００を含んでもよい。集積デバイス５００は、たとえば、本明細書で説明する集積回路、ダイ、または集積デバイスのいずれかであってよい。図５に示されるデバイス５０２、５０５、５０６は例示的なものにすぎない。また、他の電子デバイスは、限定はしないが、モバイルデバイス、ハンドヘルド型パーソナル通信システム（ＰＣＳ，ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）ユニット、携帯情報端末などのポータブルデータユニット、全地球測位システム（ＧＰＳ，ｇｌｏｂａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）対応デバイス、ナビゲーションデバイス、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、メータ読取り機器などの固定位置データユニット、通信デバイス、スマートフォン、タブレットコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、サーバ、ルータ、自動車車両（たとえば、自律走行車両）内に実装された電子デバイス、またはデータもしくはコンピュータ命令を記憶し、もしくは取り出す任意の他のデバイス、あるいはそれらの任意の組合せを含むデバイス（たとえば、電子デバイス）の群を含む集積デバイス５００を特徴とする場合がある。
【００２１】
図１、図２、図３Ａ〜図３Ｄ、および／または図４に示す構成要素、プロセス、特徴、および／または機能のうちの一つまたは複数は、単一の構成要素、プロセス、特徴、または機能として再構成されおよび／または組み合わされてもよく、あるいはいくつかの構成要素、プロセス、または機能として具現化されてもよい。本開示から逸脱することなく、追加の要素、構成要素、プロセス、および／または機能がさらに追加されてもよい。本開示における図１、図２、図３Ａ〜図３Ｄ、図４、および／または図５と、その対応する説明とは、ダイおよび／またはＩＣに限定されないことにも留意されたい。いくつかの実装態様では、図１、図２、図３Ａ〜図３Ｄ、および／または図４、ならびにそれに対応する説明は、集積デバイスを製造し、作製し、設け、ならびに／あるいは生産するために用いられてもよい。いくつかの実装形態では、デバイスは、ダイ、集積デバイス、ダイパッケージ、集積回路（ＩＣ，ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、デバイスパッケージ、集積回路（ＩＣ）パッケージ、ウエハ、半導体デバイス、パッケージオンパッケージ（ＰｏＰ，ｐａｃｋａｇｅ  ｏｎ  ｐａｃｋａｇｅ）デバイス、および／またはインターポーザを含んでもよい。
【００２２】
本明細書では、特定の特徴について説明するために特定の用語が使用される。「モバイルデバイス」という用語は、限定はしないが、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、モバイル電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定位置端末、タブレットコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、自動車車両内の自動車デバイス、および／または一般に、人物によって携帯され、かつ／または通信機能を有する（たとえば、ワイヤレス、セルラー、赤外線、短距離無線など）他のタイプのポータブル電子デバイスを表すことができる。さらに、「ユーザ機器」（ＵＥ，ｕｓｅｒ  ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、「モバイル端末」、「モバイルデバイス」、および「ワイヤレスデバイス」という用語は、交換可能である場合がある。
【００２３】
電子デバイス間のワイヤレス通信は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ，ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）、Ｗ‐ＣＤＭＡ、時分割多元接続（ＴＤＭＡ，ｔｉｍｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ，ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ，Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ（ＧＳＭ（登録商標），Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ，Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、または、ワイヤレス通信ネットワークもしくはデータ通信ネットワーク内で使用できる他のプロトコルなど、異なる技術に基づくことができる。
【００２４】
「例示的」という語は、本明細書では「例、事例、または例示として機能すること」を意味するために使用される。「例示的」として本明細書で説明するいずれの詳細事項も、他の例よりも有利であると解釈されるべきでない。同様に、「例」という用語は、すべての例が説明する特徴、利点または動作モードを含むことを意味しない。さらに、特定の特徴および／または構造は、一つまたは複数の他の特徴および／または構造と組み合わされ得る。その上、本明細書において説明される装置の少なくとも一部分は、本明細書において説明される方法の少なくとも一部分を実行するように構成され得る。
【００２５】
本明細書で使用する用語は、特定の例を説明することを目的とし、本開示の例を限定することは意図されない。本明細書で使用する単数形での表記は、文脈が別段に明確に示さない限り、複数形も含むものとする。さらに、「備える」、「有する」、「含む」等の用語は、本明細書で使用されるとき、述べられた特徴、整数、アクション、動作、要素、および／または構成要素の存在を明示するが、一つまたは複数の他の特徴、整数、アクション、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの群の存在または追加を排除しないことが理解されよう。
【００２６】
「接続される」、「結合される」という用語、またはそれらのいかなる変形形態も、要素間の直接的または間接的な任意の接続または結合を意味し、仲介要素を介して互いに「接続」または「結合」される二つの要素間の仲介要素の存在を含むことができることに留意されたい。
【００２７】
本明細書における「第１の」、「第２の」などの呼称を使用する要素へのあらゆる参照は、これらの要素の数量および／または順序を限定するものではない。むしろ、これらの呼称は、二つ以上の要素、および／または要素の実例を区別する都合のよい方法として使用されている。また、別段に記載されていない限り、要素のセットは、一つまたは複数の要素を備え得る。
【００２８】
本出願に記述されるか、または説明され、図示されるもののいずれも、任意の構成要素、アクション、特徴、利益、利点、または均等物が特許請求の範囲に記載されているかどうかにかかわらず、それらの構成要素、アクション、特徴、利益、利点、または均等物を公衆に献呈することを意図していない。
【００２９】
上記の発明を実施するための形態では、各例において異なる特徴が互いにグループ化されることがわかる。この開示様式は、特許請求された例が、それぞれの請求項に明示的に述べられたものよりも多い特徴を有するものとして理解されるべきでない。むしろ、実際には、発明性がある内容は、開示された個々の例のすべての特徴よりも少ない場合がある。したがって、以下の特許請求の範囲は、これによって本説明に組み込まれたものと見なされるべきであり、各請求項は単独で別個の例として存在することができる。各請求項は単独で別個の例として存在することができるが、従属請求項は、特許請求の範囲内で一つまたは複数の請求項との具体的な組合せを参照することができる一方で、他の例は、前記従属請求項と任意の他の従属請求項の主題との組合せ、または任意の特徴と他の従属請求項および独立請求項との組合せを包含するか、または含むことが可能であることに留意されたい。そのような組合せは、具体的な組合せが意図されていないことが明示的に表されない限り、本明細書で提案される。さらに、請求項の特徴は、前記請求項が独立請求項に直接従属していなくとも、任意の他の独立請求項に含まれることが可能であることも意図される。
【００３０】
本説明または特許請求の範囲で開示する方法は、本方法のそれぞれのアクションを実行するための手段を含むデバイスによって実行することが可能であることにさらに留意されたい。
【００３１】
さらに、いくつかの例では、個々のアクションは、複数のサブアクションに再分割されるか、または複数のサブアクションを含むことができる。そのようなサブアクションは、個々のアクションの開示に含まれ、個々のアクションの開示の一部分となることが可能である。
【００３２】
上記の開示は本開示の例を示すが、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書で様々な変形および変更を施すことが可能であることに留意されたい。本明細書で説明する本開示の例による方法クレームの機能、および／またはアクションは、任意の特定の順序で実行される必要はない。加えて、本明細書で開示する態様および例の関連する詳細を不明瞭にしないように、よく知られている要素は詳細には説明されず、または省略される場合がある。さらに、本開示の要素は、単数形において説明または特許請求がなされる場合があるが、単数形に限定することが明示的に述べられていない限り、複数形が企図される。
【符号の説明】
【００３３】
１００  デバイス
１１０  パッケージ基板
１１２  第１の面
１２０  第１のはんだボール
１３０  第２のはんだボール
１４０  第１の組のコンタクト
１５０  半導体ダイ
１５２  能動面
１５４  裏面
１６０  ビア
１７０  第２の組のコンタクト
１８０  はんだプリント
２１０  パッケージ基板
２１２  第１の面
２２０  第１の接続手段
２３０  第２の接続手段
２３２  アンダーフィル
２４０  第１の組のコンタクト
２５０  半導体ダイ
２５２  能動面
２５４  裏面
２６０  熱伝達手段
２７０  第２の組のコンタクト
２８０  第３の接続手段
３００  半導体デバイス
３１０  パッケージ基板
３２０  第１のはんだボール
３３０  第２のはんだボール
３３２  アンダーフィル
３４０  第１の組のコンタクト
３５０  半導体ダイ
３６０  ビア
３７０  第２の組のコンタクト
３８０  はんだプリント
５００  集積デバイス
５０２  モバイル電話デバイス、
５０５  ラップトップコンピュータデバイス
５０６  固定位置端末デバイス
【図１】
2019527940.tif 000003
【図２】
2019527940.tif 000004
【図３Ａ】
2019527940.tif 000005
【図３Ｂ】
2019527940.tif 000006
【図３Ｃ】
2019527940.tif 000007
【図３Ｄ】
2019527940.tif 000008
【図４】
2019527940.tif 000009
【図５】
2019527940.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月10日(2019.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面を有するパッケージ基板と、
前記パッケージ基板の周囲に沿って前記パッケージ基板の前記第１の面に直接結合された複数の第１のはんだボールであって、前記パッケージ基板の反対側のプリント回路板に前記パッケージ基板を電気的に結合するように構成された複数の第１のはんだボールと、
前記複数の第１のはんだボールの間で前記パッケージ基板の前記第１の面に直接結合された複数の第２のはんだボールと、
前記パッケージ基板の前記第１の面の反対側の前記複数の第２のはんだボールに結合された第１の組のコンタクトと、
能動面と、前記能動面の反対側の裏面とを有する半導体ダイと、
前記能動面を前記裏面に結合するように構成され、且つ前記能動面から複数のはんだプリントに熱を伝達するように構成されている複数のビアであって、各ビアが前記裏面の側の幅広の部分から前記能動面の側の幅狭の部分へと直線的に先細になっていて、前記半導体ダイの能動面が前記複数の第２のはんだボールの反対側の前記第１の組のコンタクトに直接結合されている、複数のビアと、
前記裏面に結合された第２の組のコンタクトであって、前記第２の組のコンタクトのうちの少なくとも一つが前記複数のビアのうちの二つ以上に接続している、第２の組のコンタクトと、を備え、
前記複数のはんだプリントが、前記第２の組のコンタクトと前記プリント回路板とに結合されて、ランドグリッドアレイを形成している、デバイス。
【請求項２】
前記複数のはんだプリントの接触点が前記複数の第１のはんだボールの接触点と同一平面上にある、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記複数の第２のはんだボールおよび前記第１の組のコンタクトを封止するアンダーフィルをさらに備える請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記パッケージ基板が、ウエハレベルパッケージと、ファンアウトウエハレベルパッケージと、フリップチップボールグリッドアレイとのうちの一つである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、モバイル電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定位置端末、タブレットコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、および自動車車両内の自動車デバイスからなる群から選択された装置内に組み込まれている請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
第１の面を有するパッケージ基板と、
前記パッケージ基板の周囲に沿って前記パッケージ基板の前記第１の面に直接結合された第１の接続手段であって、前記パッケージ基板の反対側のプリント回路板に前記パッケージ基板を電気的に結合するように構成されている第１の接続手段と、
前記第１の接続手段の間で前記パッケージ基板の前記第１の面に直接結合された第２の接続手段と、
前記パッケージ基板の前記第１の面の反対側の前記第２の接続手段上の第１の組のコンタクトと、
能動面と、前記能動面の反対側の裏面とを有する半導体ダイと、
前記能動面を前記裏面に結合するように構成され、且つ前記能動面から第３の接続手段に熱を伝達するように構成されている複数のビアであって、各ビアが前記裏面の側の幅広の部分から前記能動面の側の幅狭の部分へと直線的に先細になっていて、前記半導体ダイの能動面が、前記第２の接続手段の反対側の前記第１の組のコンタクトに直接結合されている、複数のビアと、
前記裏面に結合された第２の組のコンタクトであって、前記第２の組のコンタクトのうちの少なくとも一つが、前記複数のビアのうちの二つ以上に接続している、第２の組のコンタクトと、を備え、
前記第３の接続手段が、前記第２の組のコンタクトと前記プリント回路板とに結合されて、ランドグリッドアレイを形成している、デバイス。
【請求項７】
前記第３の接続手段の接触点が前記第１の接続手段の接触点と同一平面上にある、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記第２の接続手段および前記第１の組のコンタクトを封止するアンダーフィルをさらに備える請求項６に記載のデバイス。
【請求項９】
前記パッケージ基板が、ウエハレベルパッケージと、ファンアウトウエハレベルパッケージと、フリップチップボールグリッドアレイとのうちの一つである、請求項６に記載のデバイス。
【請求項１０】
音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、モバイル電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定位置端末、タブレットコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、および自動車車両内の自動車デバイスからなる群から選択された装置内に組み込まれている請求項６に記載のデバイス。
【請求項１１】
第１の面を有するパッケージ基板と、
前記パッケージ基板の周囲に沿って前記パッケージ基板の前記第１の面に直接結合された第１の接続手段であって、前記パッケージ基板の反対側のプリント回路板に前記パッケージ基板を電気的に結合するように構成されている第１の接続手段と、
前記第１の接続手段の間で前記パッケージ基板の前記第１の面に直接結合された第２の接続手段と、
前記パッケージ基板の前記第１の面の反対側の前記第２の接続手段上の第１の組のコンタクトと、
前記第２の接続手段の反対側の前記第１の組のコンタクトに直接結合された能動面と、前記能動面の反対側の裏面とを有する半導体ダイと、
前記第１の組のコンタクトと第２の組のコンタクトとの間に接続された熱伝達手段であって、前記半導体ダイの能動面から第３の接続手段に熱を伝達するように構成された熱伝達手段であって、各熱伝達手段が前記裏面の側の幅広の部分から前記能動面の側の幅狭の部分へと直線的に先細になっている、熱伝達手段と、
前記裏面に結合された前記第２の組のコンタクトであって、前記第２の組のコンタクトのうちの少なくとも一つが二つ以上の熱伝達手段に接続している、前記第２の組のコンタクトと、を備え、
前記第３の接続手段が、前記第２の組のコンタクトと前記プリント回路板とに結合されて、ランドグリッドアレイを形成している、デバイス。
【請求項１２】
前記第３の接続手段の接触点が前記第１の接続手段の接触点と同一平面上にある、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記第２の接続手段および前記第１の組のコンタクトを封止するアンダーフィルをさらに備える請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記パッケージ基板が、ウエハレベルパッケージと、ファンアウトウエハレベルパッケージと、フリップチップボールグリッドアレイとのうちの一つである、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記熱伝達手段が複数の導電性および熱伝導性ビアである、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記熱伝達手段が、前記能動面と前記裏面との間の前記半導体ダイ内に延在している、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記複数の導電性および熱伝導性ビアのうちの一つが、前記第１の組のコンタクトの各々と前記第２の組のコンタクトの各々との間に延在している、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、モバイル電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定位置端末、タブレットコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、および自動車車両内の自動車デバイスからなる群から選択された装置内に組み込まれている請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１９】
デバイスを製造するための方法であって、
パッケージ基板を形成することと、
前記パッケージ基板の周囲に沿って前記パッケージ基板の第１の面上に直接、前記パッケージ基板の反対側のプリント回路板に前記パッケージ基板を電気的に結合するように構成された複数の第１のはんだボールを形成することと、
前記複数の第１のはんだボールの間の前記パッケージ基板の前記第１の面上に直接、複数の第２のはんだボールを形成することと、
前記複数の第２のはんだボール上に第１の組のコンタクトを形成し、半導体ダイを前記第１の組のコンタクトに取り付けることと、
前記半導体ダイ内に複数のビアを形成することであって、前記複数のビアが前記半導体ダイの能動面から前記半導体ダイの裏面に熱を伝達するように構成され、各ビアが前記裏面の側の幅広の部分から前記能動面の側の幅狭の部分へと直線的に先細になっていて、前記半導体ダイの能動面が、前記複数の第２のはんだボールの反対側の前記第１の組のコンタクトに直接結合されるようにすることと、
前記裏面上に第２の組のコンタクトを形成することであって、前記複数のビアのうち少なくとも二つが前記第２の組のコンタクトのうち一つに接続されるようにすることと、
前記裏面上に、前記プリント回路板に接続してランドグリッドアレイを形成するように構成された複数のはんだプリントを形成することと、を含む方法。
【請求項２０】
アンダーフィルにより前記複数の第２のはんだボールおよび前記第２の組のコンタクトを封止することをさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記パッケージ基板が、ウエハレベルパッケージと、ファンアウトウエハレベルパッケージと、フリップチップボールグリッドアレイとのうちの一つである、請求項１９に記載の方法。
【国際調査報告】
2019527940.tif 000011
2019527940.tif 000012
2019527940.tif 000013